ეს თემა გამოადგება არა მხოლოდ საშუალო სკოლის მოსწავლეებს, არამედ უფროსებსაც კი. გარდა ამისა, სტატია დააინტერესებს მშობლებს, რომლებსაც სურთ აუხსნან შვილებს საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებიდან მარტივი რამ. ძალიან მნიშვნელოვან თემებს შორის არის სიჩქარე ფიზიკაში.
საკმაოდ ხშირად, მოსწავლეები ვერ ხვდებიან, როგორ გადაჭრან პრობლემები, განასხვავებენ არსებული სიჩქარის ტიპებს და კიდევ უფრო რთულია მეცნიერული განმარტებების გაგება. აქ განვიხილავთ ყველაფერს უფრო ხელმისაწვდომ ენაზე, რათა ყველაფერი არა მხოლოდ ნათელი, არამედ საინტერესოც კი იყოს. მაგრამ მაინც უნდა გახსოვდეთ რაღაცეები, რადგან ტექნიკური მეცნიერებები (ფიზიკა და მათემატიკა) მოითხოვს ფორმულების, საზომი ერთეულების და, რა თქმა უნდა, სიმბოლოების მნიშვნელობის დამახსოვრებას თითოეულ ფორმულაში.
სად ხვდება?
დასაწყისისთვის, გავიხსენოთ, რომ ეს თემა ეხება ფიზიკის ისეთ ნაწილს, როგორიცაა მექანიკა, ქვეგანყოფილება "კინემატიკა". გარდა ამისა, სიჩქარის შესწავლა აქ არ მთავრდება, ეს იქნება შემდეგ განყოფილებებში:
- ოპტიკა,
- რყევები და ტალღები,
- თერმოდინამიკა,
- კვანტური ფიზიკა და ასე შემდეგ.
ასევე, სიჩქარის ცნება გვხვდება ქიმიაში, ბიოლოგიაში, გეოგრაფიაში, კომპიუტერულ მეცნიერებაში. ფიზიკაში ყველაზე ხშირად გვხვდება და სწავლობს თემა „სიჩქარე“.სიღრმისეული.
გარდა ამისა, ამ სიტყვას ყველა ჩვენგანი იყენებს ყოველდღიურ ცხოვრებაში, განსაკუთრებით მძღოლებში, სატრანსპორტო საშუალებების მძღოლებში. გამოცდილი მზარეულებიც კი ზოგჯერ იყენებენ ფრაზას, როგორიცაა "კვერცხის ცილა ათქვიფეთ მიქსერით საშუალო სიჩქარით."
რა არის სიჩქარე?
სიჩქარე ფიზიკაში კინემატიკური სიდიდეა. ეს ნიშნავს სხეულის მიერ გავლილ მანძილს დროის გარკვეულ მონაკვეთში. ვთქვათ, ახალგაზრდა მამაკაცი სახლიდან მაღაზიაში გადადის და ერთ წუთში ორას მეტრს ფარავს. პირიქით, მისი მოხუცი ბებია იმავე მარშრუტს ექვს წუთში პატარა ნაბიჯებით გაივლის. ანუ ბიჭი ბევრად უფრო სწრაფად მოძრაობს ვიდრე მისი ხანდაზმული ნათესავი, რადგან ის ბევრად უფრო ავითარებს სიჩქარეს, დგამს ძალიან სწრაფ გრძელ ნაბიჯებს.
იგივე უნდა ითქვას მანქანაზე: ერთი მანქანა უფრო სწრაფად მიდის და მეორე ნელა, რადგან სიჩქარე განსხვავებულია. მოგვიანებით განვიხილავთ ამ კონცეფციასთან დაკავშირებულ მრავალ მაგალითს.
ფორმულა
სკოლის გაკვეთილზე სიჩქარის ფორმულა ფიზიკაში აუცილებლად არის გათვალისწინებული, რათა მოსახერხებელი იყოს ამოცანების გადაჭრა.
- V არის, შესაბამისად, მოძრაობის სიჩქარე;
- S არის მანძილი, რომელსაც სხეული ფარავს სივრცის ერთი წერტილიდან მეორეში გადაადგილებისას;
- t - მოგზაურობის დრო.
ფორმულა უნდა გახსოვდეთ, რადგან ის მომავალში გამოგადგებათ მრავალი პრობლემის გადაჭრისას და არა მარტო. მაგალითად, შეიძლება გაინტერესებთ როგორსიჩქარე სახლიდან სამუშაომდე ან სწავლის ადგილზე. მაგრამ მანძილი წინასწარ შეგიძლიათ გაიგოთ თქვენი სმარტფონის ან კომპიუტერის რუქის გამოყენებით, ან ქაღალდის ვერსიის გამოყენებით, იცოდეთ მასშტაბები და თან გქონდეთ სახაზავი. შემდეგი, თქვენ აღნიშნეთ დრო, სანამ დაიწყებთ მოძრაობას. როცა დანიშნულების ადგილამდე მიხვალთ, ნახეთ რამდენი წუთი ან საათი დასჭირდა გაჩერების გარეშე.
რაში იზომება?
სიჩქარე ყველაზე ხშირად იზომება SI ერთეულებში. ქვემოთ მოცემულია არა მხოლოდ ერთეულები, არამედ მათი გამოყენების მაგალითები:
- კმ/სთ (კილომეტრი საათში) - ტრანსპორტირება;
- მ/წმ (მეტრი წამში) - ქარი;
- კმ/წმ (კილომეტრი წამში) – კოსმოსური ობიექტები, რაკეტები;
- მმ/სთ (მილიმეტრი საათში) - სითხეები.
მოდი ჯერ გავარკვიოთ, საიდან გაჩნდა წილადი ზოლი და რატომ არის საზომი ერთეული სწორედ ეს. ყურადღება მიაქციეთ სიჩქარის ფიზიკის ფორმულას. Რას ხედავ? მრიცხველი არის S (მანძილი, გზა). როგორ იზომება მანძილი? კილომეტრებში, მეტრებში, მილიმეტრებში. მნიშვნელში, შესაბამისად, t (დრო) - საათი, წუთი, წამი. მაშასადამე, სიდიდის საზომი ერთეულები ზუსტად იგივეა, რაც წარმოდგენილია ამ განყოფილების დასაწყისში.
მოდით თქვენთან ერთად გავაერთიანოთ სიჩქარის ფორმულის შესწავლა ფიზიკაში შემდეგნაირად: რა მანძილს გადალახავს სხეული დროის კონკრეტულ მონაკვეთში? მაგალითად, ადამიანი 1 საათში 5 კილომეტრს გადის. სულ: ადამიანის სიჩქარე 5 კმ/სთ.
რაზეა დამოკიდებული?
საკმაოდ ხშირად მასწავლებლები მოსწავლეებს უსვამენ კითხვას: "რა განსაზღვრავს სიჩქარეს?". სტუდენტები ხშირად იკარგებიან და არ იციან რა თქვან. სინამდვილეში, ყველაფერი ძალიანუბრალოდ. უბრალოდ შეხედეთ ფორმულას მინიშნების გასახსნელად. ფიზიკაში სხეულის სიჩქარე დამოკიდებულია მოძრაობის დროსა და მანძილს. თუ ამ პარამეტრებიდან ერთი მაინც უცნობია, პრობლემის გადაჭრა შეუძლებელი იქნება. გარდა ამისა, მაგალითში შეგიძლიათ იხილოთ სხვა ტიპის სიჩქარეები, რომლებიც განხილული იქნება ამ სტატიის შემდეგ თავებში.
კინემატიკის ბევრ ამოცანაში თქვენ უნდა ააწყოთ დამოკიდებულების გრაფიკები, სადაც X ღერძი არის დრო, ხოლო Y ღერძი არის მანძილი, გზა. ასეთი სურათებიდან ადვილად შეიძლება შეფასდეს მოძრაობის სიჩქარის ბუნება. აღსანიშნავია, რომ ტრანსპორტთან დაკავშირებულ ბევრ პროფესიაში ელექტრო მანქანები ხშირად იყენებენ გრაფიკას. მაგალითად, რკინიგზაზე.
სიჩქარის გაზომვა სწორ მომენტში
არის კიდევ ერთი თემა, რომელიც აშინებს საშუალო სკოლის მოსწავლეებს - მყისიერი სიჩქარე. ფიზიკაში ეს კონცეფცია ჩნდება როგორც სიჩქარის სიდიდის განსაზღვრა დროის მყისიერ პერიოდში.
მოდით შევხედოთ მარტივ მაგალითს: მძღოლი მართავს მატარებელს, მისი თანაშემწე დროდადრო აკვირდება სიჩქარეს. დისტანციაზე არის სიჩქარის შეზღუდვის ნიშანი. თქვენ უნდა შეამოწმოთ რამდენად სწრაფად მოძრაობს მატარებელი ახლავე. მძღოლის თანაშემწე 16:00 საათზე იტყობინება, რომ სიჩქარე 117 კმ/სთ-ია. ეს არის მყისიერი სიჩქარე დაფიქსირებული ზუსტად საღამოს 4 საათზე. სამი წუთის შემდეგ სიჩქარემ 98 კმ/სთ შეადგინა. ეს ასევე არის მყისიერი სიჩქარე 16 საათსა 03 წუთთან შედარებით.
მოძრაობის დაწყება
საწყისი სიჩქარის გარეშე, ფიზიკა არ წარმოადგენს ტრანსპორტის თითქმის ნებისმიერ მოძრაობასტექნოლოგია. რა არის ეს პარამეტრი? ეს არის სიჩქარე, რომლითაც ობიექტი იწყებს მოძრაობას. ვთქვათ, მანქანა 50 კმ/სთ სიჩქარით მომენტალურად ვერ დაიწყებს მოძრაობას. მან უნდა დააჩქაროს. როდესაც მძღოლი დააჭერს პედალს, მანქანა შეუფერხებლად იწყებს მოძრაობას, მაგალითად, ჯერ 5 კმ/სთ, შემდეგ თანდათან 10 კმ/სთ, 20 კმ/სთ და ასე შემდეგ (5 კმ/სთ არის საწყისი სიჩქარე).
რა თქმა უნდა, შეგიძლიათ მკვეთრი დაწყება, მორბენალ-სპორტსმენების მსგავსად, ჩოგბურთის ბურთს რაკეტით დარტყმისას, მაგრამ მაინც ყოველთვის არის საწყისი სიჩქარე. ჩვენი სტანდარტებით, მხოლოდ ჩვენი გალაქტიკის ვარსკვლავებს, პლანეტებსა და თანამგზავრებს არ აქვთ ის, რადგან ჩვენ არ ვიცით როდის დაიწყო მოძრაობა და როგორ. ბოლოს და ბოლოს, სიკვდილამდე კოსმოსური ობიექტები ვერ ჩერდებიან, ისინი მუდამ მოძრაობაში არიან.
ერთნაირი სიჩქარე
სიჩქარე ფიზიკაში არის ინდივიდუალური ფენომენებისა და მახასიათებლების ერთობლიობა. ასევე არსებობს ერთიანი და არაერთგვაროვანი მოძრაობა, მრუდი და სწორხაზოვანი. მოვიყვანოთ მაგალითი: ადამიანი სწორ გზაზე დადის იმავე სიჩქარით, გადალახავს 100 მეტრს A წერტილიდან B წერტილამდე.
ერთი მხრივ, მას შეიძლება ვუწოდოთ სწორხაზოვანი და ერთგვაროვანი სიჩქარე. მაგრამ თუ ადამიანს მიამაგრებთ ძალიან ზუსტ სიჩქარისა და მარშრუტის სენსორებს, ხედავთ, რომ განსხვავება მაინც არის. არათანაბარი სიჩქარე არის, როდესაც სიჩქარე იცვლება რეგულარულად ან მუდმივად.
ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ტექნოლოგიაში
მოძრაობის სიჩქარე ფიზიკაში ყველგან არსებობს. მიკროორგანიზმებიც კი მოძრაობენ, მოდითდა ძალიან ნელი ტემპით. აღსანიშნავია, რომ არსებობს ბრუნვა, რომელიც ასევე ხასიათდება სიჩქარით, მაგრამ აქვს საზომი ერთეული - rpm (რევოლუციები წუთში). მაგალითად, ბარაბნის ბრუნვის სიჩქარე სარეცხ მანქანაში. ეს საზომი ერთეული გამოიყენება ყველგან, სადაც არის მექანიზმები და მანქანები (ძრავები, ძრავები).
გეოგრაფიასა და ქიმიაში
წყალსაც კი აქვს მოძრაობის სიჩქარე. ფიზიკა მხოლოდ დამხმარე მეცნიერებაა ბუნებაში მიმდინარე პროცესების სფეროში. მაგალითად, ქარის სიჩქარე, ტალღები ზღვაში - ეს ყველაფერი იზომება ჩვეულებრივი ფიზიკური პარამეტრებით, რაოდენობებით.
რა თქმა უნდა, ბევრ თქვენგანს იცნობს ფრაზა "ქიმიური რეაქციის სიჩქარე". მხოლოდ ქიმიაში აქვს მას განსხვავებული მნიშვნელობა, ვინაიდან ეს ნიშნავს რამდენ ხანს გაგრძელდება ესა თუ ის პროცესი. მაგალითად, კალიუმის პერმანგანატი უფრო სწრაფად იხსნება წყალში, თუ ჭურჭელს შეანჯღრევთ.
უხილავი სიჩქარე
არსებობს უხილავი ფენომენები. მაგალითად, ჩვენ ვერ ვხედავთ, როგორ მოძრაობენ სინათლის ნაწილაკები, სხვადასხვა გამოსხივება, როგორ ვრცელდება ხმა. მაგრამ მათი ნაწილაკების მოძრაობა რომ არ ყოფილიყო, მაშინ არც ერთი ეს ფენომენი არ იარსებებდა ბუნებაში.
ინფორმატიკა
თითქმის ყველა თანამედროვე ადამიანს აწყდება "სიჩქარის" კონცეფცია კომპიუტერზე მუშაობისას:
- ინტერნეტის სიჩქარე;
- გვერდის ჩატვირთვის სიჩქარე;
- CPU ჩატვირთვის სიჩქარე და ასე შემდეგ.
ფიზიკაში მოძრაობის სიჩქარის უამრავი მაგალითია.
სტატიის ყურადღებით წაკითხვის შემდეგ თქვენ გაეცანით კონცეფციასსიჩქარე, გაარკვიე რა არის. დაე, ეს მასალა დაგეხმაროთ, ღრმად შეისწავლოთ განყოფილება „მექანიკა“, გამოიჩინოთ ინტერესი მის მიმართ და დაძლიოთ შიში გაკვეთილებზე პასუხის გაცემისას. ყოველივე ამის შემდეგ, ფიზიკაში სიჩქარე ჩვეულებრივი კონცეფციაა, რომლის დამახსოვრებაც ადვილია.
